Nouvelle recherche de l'Institut coréen des sciences et de la technologie, à paraître dans le Journal de chimie biologique le 13 octobre, a découvert que le protéasome, un complexe protéique essentiel qui décompose les protéines dans les cellules, a une autre fonction inattendue :réguler directement le tassement de l'ADN dans le noyau.

Le protéasome décompose les protéines que la cellule a marquées pour la dégradation dans un processus appelé protéolyse. Un dysfonctionnement du protéasome a été observé dans les maladies de nombreux systèmes physiologiques, de l'immunité, systèmes nerveux et cardiovasculaire aux processus de vieillissement de tout l'organisme. De plus en plus de recherches suggèrent que, comme un couteau suisse avec des outils cachés, le protéasome est capable d'effectuer des fonctions supplémentaires qui n'impliquent pas de protéolyse.

L'ADN est organisé dans le noyau en complexes avec des protéines dans le noyau sous une forme appelée chromatine. D'une manière générale, chromatine lâchement tassée, ou euchromatine, permet de transcrire l'ADN et d'exprimer les gènes, tandis que l'hétérochromatine serrée empêche l'expression des gènes.

Dans des expériences utilisant des cellules de levure, Hogyu David Seo, un étudiant diplômé du laboratoire de Daeyoup Lee, ont découvert que le protéasome pouvait induire la formation d'hétérochromatine dans certaines parties du génome mais l'empêcher de se propager à d'autres régions. Étonnamment, les mutations du protéasome qui ont révélé les effets du protéasome sur la chromatine n'ont eu aucun effet sur la protéolyse, ce qui signifie que le protéasome affecte l'hétérochromatine par une activité autre que la protéolyse. Comment cela se passe n'est pas encore connu.

"[Le protéasome] peut exercer une force sur les protéines et se déplacer, inclinaison, les plier, " dit Seo. "Je pense donc que le protéasome module physiquement les protéines qui agissent comme un bouclier pour l'hétérochromatine. C'est comme ça que je pense que ça pourrait fonctionner."

La formation et la propagation de l'hétérochromatine présentent un intérêt dans le domaine de l'épigénétique, car les changements dans l'état de la chromatine des cellules d'une génération peuvent potentiellement être transmis à la génération suivante.

"[Le protéasome] peut avoir un effet sur l'héritage de la programmation épigénétique car il affecte la propagation de l'hétérochromatine, " a déclaré Seo. " Je ne sais pas vraiment comment cela pourrait fonctionner, parce qu'il y a tellement de façons qu'il pourrait agir, mais je suis sûr que cela peut avoir des effets sur la programmation épigénétique. »

Pour l'instant, l'équipe se concentre sur la compréhension de la façon dont le protéasome régule l'hétérochromatine dans les organismes autres que la levure, y compris les souris et les cellules humaines.

"Le protéasome s'engage avec pratiquement toutes les protéines de notre corps en ce qui concerne la fonction de dégradation des protéines, " Lee a déclaré. "Nous pensons que notre travail n'est qu'un aperçu de ce que cette protéine peut faire... La dissection des fonctions du protéasome aidera certainement à développer des stratégies thérapeutiques pour diverses maladies, comme les maladies neurologiques et le cancer.